34.07 Смеси
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
При растворении 25,6 г меди в 134,65 мл раствора азотной кислоты с плотностью 1,31 г/мл выделилось 8,96 л (н.у.) смеси газов. В результате выпаривании полученного раствора и конденсации выделяющихся паров было получено 78 мл раствора азотной кислоты с плотностью 1,084 г/мл и массовой долей кислоты 14,9 %. Определите массовую долю азотной кислоты в исходном растворе и массовые доли веществ в остатке после выпаривания, если известно, что он состоял из смеси тригидрата и гексагидрата нитрата меди.
Напишем уравнения реакций растворения меди в азотной кислоте. Так как в условии сказано про смесь газов, продуктами восстановления меди станут оксиды азота (II) и (IV):
1) Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
2) 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
n(Cu) = 25,6 г / 64 г/моль = 0,4 моль
Пусть n(NO2) = x моль, n(NO) = у моль, тогда общее количество газов составит 8,96 л / 22,4 л/моль = 0,4 моль. Это первое уравнение системы:
х + у = 0,4 моль
Из уравнений 1 и 2 получаем, что в первой реакции участвовало 0,5х моль меди, а во второй реакции - 1,5у моль меди. Общее количество меди равняется 0,4 моль. Это второе уравнение системы:
0,5х + 1,5у = 0,4 моль
Решая систему, находим переменные:
х = у = 0,2 моль
mр-ра нач.(HNO3) = 134,65 мл * 1,31 г/мл = 176,4 г
mр-ра после реакции = 176,4 г + m(Cu) - m(NO2) - m(NO) = 176,4 + 25,6 - 9,2 - 6 = 186,8 г
mкон. р-ра(HNO3) = 78 мл * 1,084 г/мл = 84,552 г
mкон.(HNO3) = 84,552 г * 0,149 = 12,6 г
nкон.(HNO3) = 12,6 г / 63 г/моль = 0,2 моль
Из уравнений 1 и 2 азотной кислоты реагировало 2х и 4у соответственно (1,2 моль). Таким образом:
nизн.(HNO3) = 0,2 + 1,2 = 1,4 моль
wизн.(HNO3) = (1,4 моль * 63 г/моль) / 176,4 г = 0,5 (50%)
Найдем массу осадка, оставшегося после выпаривания раствора. Его масса составит разницу между массой раствора после реакции и конечной массой раствора азотной кислоты:
mосадка = 186,8 - 84,552 = 102,248 г
По условию, осадок состоит из Cu(NO3)2 * 3H2O и Cu(NO3)2 * 6H2O. Пусть количество тригидрата m моль, а количество гексагидрата n моль. Мы знаем, что количество нитрата меди (II) составляет 0,4 моль. Можем составить первое уравнение системы:
m + n = 0,4 моль
Найдем массу воды в осадке:
m(H2O) = 102,248 г - 188 г/моль * 0,4 моль = 27 г
n(H2O) = 27г / 18 г/моль = 1,5 моль
Используя суммарное количество воды из кристаллогидратов, получаем второе уравнение системы:
3m + 6n = 1,5 моль
Решая эту систему, находим значения переменных:
m = 0,3 моль, n = 0,1 моль
m(Cu(NO3)2 * 3H2O) = 242 г/моль * 0,3 моль = 72,6 г
w(Cu(NO3)2 * 3H2O) = 72,6 г / 102,248 г = 0,71 (71%)
w(Cu(NO3)2 * 6H2O) = 1 - 0,71 = 0,29 (29%)
Ответ: wизн.(HNO3) = 50%; w(Cu(NO3)2 * 3H2O) = 71%; w(Cu(NO3)2 * 6H2O) = 29%
Специальные программы
Программа
лояльности v2.0
Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!
Крути рулетку
и выигрывай призы!
Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.
Бесплатное онлайн-обучение
Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.
Налоговые вычеты
Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».
Специальное предложение
для учителей
Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!
Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ
Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!
